مقدمة
إلى جانب الحصول على البيانات بسرعة وبرنامج قادر، من الضروري أيضًا أن يكون لديك نظام فلاش مع مصدر طاقة فعال للوصول إلى مدخلات الطاقة المثلى في غضون وقت قصير. كلما كان عرض النبضة أصغر، كلما كانت زيادة درجة الحرارة أسرع. وهذا يعني أن الحد الأدنى الممكن لسماكة العينة يعتمد أيضًا على الحد الأدنى الممكن لعرض النبضة. يمكن فقط لأنظمة الوميض ذات الحساسية العالية وطاقة النبض الكافية عند الحد الأدنى لعرض النبضة قياس العينات الرقيقة والسريعة بدقة عالية.
شروط الاختبار
يوضح الشكل 2 نتائج القياس على عينة نحاسية رقيقة بسماكة 235 ميكرومتر فقط. استُخدم جهاز LFA 467 HyperFlash® (الشكل 1) المزود بنظام تبريد CC300 وكاشف MCT عالي الحساسية. يضمن كاشف MCT أفضل نسبة إشارة إلى ضوضاء في نطاق درجات الحرارة المنخفضة ويتميز بميزة القياس بدون تلامس (لا يوجد خطأ في القياس بسبب مقاومة التلامس الحراري بين المستشعر والعينة). ويسمح ثابت الوقت الصغير وخصائص الاستجابة المتميزة لكاشف MCT مقارنةً بكاشف الحالة الصلبة، على سبيل المثال، باكتشاف أزمنة انتشار أقل من 1 مللي ثانية بدقة عالية. ويتطلب ذلك أيضًا أصغر أطوال النبضات التي يمكن تقليلها إلى 10 ميكروثانية وسرعة عالية للحصول على البيانات تبلغ 2 ميجاهرتز (قناتان منفصلتان بتردد 2 ميجاهرتز لكاشف الأشعة تحت الحمراء والصمام الثنائي النبضي).
وبفضل الحساسية العالية لإلكترونيات النظام، من الممكن الحصول على إشارة كاشف موثوق بها أيضًا عند الحد الأدنى لعرض النبضة البالغ 10 ميكروثانية. يمكن رؤية ذلك في الشكل 3. في الماضي، كانت أنظمة الوميض التجارية تعمل بأطوال نبضات تتراوح من 150 ميكروثانية إلى 1200 ميكروثانية وأكثر. ولا يمكن حتى الآن اكتشاف نصف زمن يبلغ 100 ميكروثانية، كما يتضح في الشكل 3. منحنى الكاشف (الأزرق) ومطابقة النموذج المقابل (المنحنى الأحمر) متوافقان بشكل جيد. تم استخدام تصحيح النبض المحدود الحاصل على براءة اختراع ونموذج حسابي محسّن ثنائي الأبعاد على أساس كيب-لهمان لحساب الانتشار الحراري. في الشكل 2، يمكن أن نرى بوضوح أن الحد الأقصى للانحراف عن القيم الأدبية أقل من 3%.
الخاتمة
يجب إيلاء اهتمام خاص للمدة القصيرة جدًا البالغة 1 مللي ثانية، وهو ما لم يكن ممكنًا مع أنظمة الوميض التجارية في الماضي. ويمكن الآن اكتشاف زيادة الإشارة في غضون 200 ميكروثانية تقريبًا (زمن انتشار الحرارة) بفضل عرض النبضة القصير جدًا البالغ 10 ميكروثانية وسرعة الحصول على البيانات العالية البالغة 2 ميغاهيرتز.